עריכה גנטית ע"י כנה טרנסגנית ללא ייצור צמחים טרנסגניים

כיצד חקר היחסים בין טפיל לפונדקאי הביא לפריצת דרך בתחום העריכה הגנטית בצמחים.

במאמר שפורסם לאחרונה במגזין Nature דיווחה קבוצת מחקר ממכון מקס פלאנק כי הצליחה לערוך גנום של צמח וזאת מבלי ליצור צמח טרנסגני.
אז מה החידוש והאם מדובר על פריצת דרך?
ראשית, צמח טרנסגני הוא צמח שהוכנס אליו DNA זר, בדרך כלל DNA שמקודד לתכונה רצויה כדוגמאת
עמידות לקוטלי עשבים וחרקים מזיקים. בתמונה 1 ניתן לראות צמח המבטא GFP שמקורו במדוזה ולכן הצמח טרנסגני.
לעומת זאת, צמח ערוך גנטית אינו מכיל DNA ממקור חיצוני אלה שינויים קטנים שגורמים לשינוי בתכונות
הצמח. לעומת זאת, התפרסם לאחרונה כי חברת זרעים ישראלית (BetterSeeds) עיצבה גנטית צמחי לוביה
לאחידות הופעת פרי באופן שיתאים לקציר ממוכן, דבר זה נעשה בעזרת מערכת עריכה גנומית מסוג CRISPR
וללא החדרת DNA זר לצמח.

ועדיין, העובדה שבצמח שמגיע לידנו אין DNA זר לא אומר שאין שימוש בטכנולוגיות שפותחו ליצירת צמחים
טרנסגניים. למעשה, בכדי לערוך גנום צמחי אנו משתמשים בחיידקי אגרובקטריום בכדי להוביל את מערכת
העריכה הגנומית ובתרביות רקמה בכדי ליצור ולברור את הצמח שעבר את השינוי הרצוי וכאן בדיוק הבעיה.
לרוב הצמחים אין מערכת של תרבית רקמה שבאמת עובדת ומכאן חלומם של רוב העוסקים בתחום למצוא
שיטות עוקפות תרביות, שיטה בה ניתן יהיה לקחת כל צמח ולהנדס אותו מבלי ההליך הארוך של הדבקה
באגרובקטריום, תרביות רקמה ופעמים רבות שימוש בצמחים טרנסגניים בכדי ליצור ולמצוא את הצמח הנכון.
זאת, לא בגלל שצמחים טרנסגניים הם דבר רע אלה פשוט ביגלל שזה קשה ולפעמים בלתי אפשרי.

וכאן ניכנס המאמר הנוכחי, קבוצת החוקרים הצליחה לערוך גנטית צמחים ללא מעבר דרך צמחים טרנסגניים
או תרביות תאים. כיצד זה עובד?
במחקרים קודמים קבוצת מחקר זו עבדה על צמחי עלקת והתגלה להם כי יש מולקולות של RNA שעוברות בין
הצמח המאחסן לצמח הטפיל ולהיפך. דבר זה מאפשר תיקשורת בין הטפיל למאחסן ומסביר כיצד צמחים
טפילים יודעים לעקוב אחר התפתחות המאחסן ולהתאים את עצמם למצבו.
במחקר שני קבוצת המחקר עקבה אחרי מולקולות ה-RNA השונות ואיפינה אותן, כך נתגלו מספר מולקולות
RNA שמגיעות אל קודקוד הצמיחה של הצמח. מולקולות אלו סומנו בשם TLS.
במחקר הנוכחי חיברו RNA שמקודד לחלבון Cas9 ו-RNA שמכוון את Cas9 (gRNA) ל-TLS ויצרו צמח טרנסגני.
צמח זה שימש כקנה עליה הורכב צמח אחר אותו רצו לערוך. חשוב לציין כי פעמים רבות קנה מצמח אחד
מתאימה למגוון רחב של "רוחבים" לדוגמא על קנות לימון מתוק וחושחש ניתן להרכיב את כל זני ההדרים,
תפוז, מנדרינה, אשכוליות ועוד. הקנה ביטאה את מערכת העריכה הגנומית בעוד שהרוכב עבר את השינוי
הגנטי הרצוי.
למעשה הצמח הערוך גנטית מעולם לא עבר דרך תרבית רקמה ונוצר חיסכון עצום בזמן ומשאבים. החיסרון
היחיד נראה כיעילות נמוכה יחסית המתבטאת ב- כאחוז בודד של צמחים עם התכונות הרצויות. אולם, קל
מאוד לבדוק מאה צמחים ולמצוא את הצמח הניבחר ולכן מדובר על טכנולוגיה שתאומץ במהרה.
כל שנותר לנו לראות האם השיטה תועתק בהצלחה למיני צמחים נוספים ואם יצליחו לשפר אתיעילות
העריכה.